• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12 июля
ИФХЭ РАН
486

Найден надежный способ предотвратить тепловой взрыв при переработке отработанного ядерного топлива

4.8

Ученые Института физической химии и электрохимии имени А. Фрумкина РАН проанализировали причины возникновения быстрых и интенсивных тепловых взрывов, которые могут происходить в технологических смесях во время переработки отработавшего ядерного топлива. Результаты 20-летних исследований позволили определить наиболее надежный способ предотвратить такие взрывы. Их суть — исключить нагревание смесей до критических стартовых температур, сообщили в Минобрнауки России.

Хранилище радиоактивных отходов / ©Getty images

Результаты опубликованы в журнале Progress in nuclear energy. Как поясняют ученые, при достижении критической стартовой температуры начинается саморазогрев смеси. Он обусловлен кинетикой взаимодействия ее компонентов и тепловым эффектом реакций. «Техническими средствами, то есть измерением температуры или давления внутри аппарата, невозможно надежно отследить момент возникновения экзотермической реакции в смесях экстрагентов и сорбентов с азотнокислыми окислителями.

Эти реакции возникают в очень тонких слоях экстрагента или небольших локальных зонах сорбентов и развиваются быстро, что предъявляет повышенные требования к научному обеспечению взрывобезопасности для технологических решений на предприятиях по переработке ядерного топлива», — сообщила заведующая лабораторией радиоэкологических и радиационных проблем ИФХЭ РАН Елена Белова.

Тепловой взрыв происходит при быстром выделении большого количества газообразных продуктов, которые создают в сосуде высокое давление. Эксперименты показали, что величина саморазогрева не всегда пропорциональна мощности теплового взрыва. Кроме того, как поясняют специалисты, радиолиз — облучение смеси при распаде радиоактивных компонентов — может как увеличивать, так и уменьшать вероятность взрыва.

При нагреве смеси между ее компонентами и продуктами их радиационно-химических превращений также могут происходить разные реакции, в том числе снижающие критическую стартовую температуру. Поэтому для каждого технологического процесса нужно отдельно определять эту температуру.

«Тепловые взрывы не всегда приводят к разрушению аппаратов, нарушению их герметичности или выбросу радиоактивного содержимого в окружающую среду. Последствия зависят объема и заполненности аппарата, состава смесей, степени герметичности и других обстоятельств. Поскольку предусмотреть и учесть все факторы, влияющие на интенсивность тепловых взрывов, невозможно, необходимо принимать все возможные меры по их предотвращению. Мы научно обосновали возможности безопасной эксплуатации радиохимических комплексов по регенерации отработавшего ядерного топлива и фракционированию жидких радиоактивных отходов», — сказала Елена Белова.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Институт физической химии и электрохимии имени Фрумкина — один из ведущих химических институтов Российской академии наук. Насчитывает более 800 сотрудников, среди которых 7 академиков, 9 членов-корреспондентов РАН, более чем 100 профессоров и 260 кандидатов наук. Проводимые в ИФХЭ РАН фундаментальные и прикладные исследования характеризуются многопрофильностью и включают следующие научные направления: поверхностные явления в коллоидно-дисперсных системах, адсорбция, физико-химическая механика; супрамолекулярные и наноразмерные системы для использования в современных высоких технологиях; химическое сопротивление материалов, защита металлов и других материалов от коррозии и окисления; химия и технология радиоактивных элементов, радиоэкология и радиационная химия; электрохимия. Успехи сегодняшних исследований опираются на уникальную экспериментальную базу Центра Коллективного Пользования, позволяющую решать практически любую задачу физико-химического исследования вещества или свойств его поверхности разнообразными современными методами. В их числе: электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ, рентгеноструктурный анализ, рентгеновское малоугловое рассеяние, атомно-адсорбционный анализ, эллипсометрия, аннигиляция позитронов, хромато-масс-спектрометрия, инфракрасная, рамановская, фотоэлектронная, электронная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 10:57
Сергей Васильев

Напряженная мыслительная деятельность приводит к накоплению нейромедиаторов в синапсах префронтальной коры. Это усложняет их работу и может повреждать нейроны, заставляя мозг сигнализировать об опасности.

Вчера, 16:56
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Анна Новиковская

Быть «кошатником» — вовсе не грех, но, согласно данным нового исследования, такие люди не всегда знают, что лучше для самих кошек. Напротив, хозяева, которые имеют небольшой опыт общения с домашними животными, могут оказаться внимательнее к потребностям питомца и максимизировать его удовольствие от общения с человеком.

10 августа
Василий Парфенов

Изначально выглядевшая многообещающе ракета-носитель Antares в последние годы стала довольно проблемной. Для ее создания требовалась кооперация США, Украины и России, которая в свете сложившейся геополитической обстановки практически невозможна. Решением проблемы станет переход с российских двигателей на созданные в Америке. И ключевую роль в нем сыграет частично украинская компания Firefly Aerospace.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: